Программа вступительных испытаний по физике москва

Вид материала

Программа

Содержание 1.3. Законы сохранения в механике 1.4. Жидкости и газы 2. Молекулярная физика 2.2. Тепловые явления 3. Основы электродинамики 3.2. Законы постоянного тока 3.3. Магнитное поле. Электромагнитная индукция 4. Колебания и волны 4.2. Электромагнитные колебания и волны 6. Квантовая физика Методические указания Примерный вариант

Подобный материал:

• Программа и правила проведения вступительных испытаний по физике правила, 71.18kb.
• Программа вступительных испытаний и требования к уровню подготовки на цт по физике, 73.61kb.
• Программа вступительных испытаний по физике для лиц, поступающих на базе среднего (полного), 85.06kb.
• Сочинение программа вступительных испытаний для поступающих в магистратуру по направлению, 45.95kb.
• Программа вступительных испытаний по направлению магистерской подготовки 270100., 50.04kb.
• Программа вступительных испытаний по направлению магистерской подготовки 150900., 57.9kb.
• Программа по литературе для вступительных испытаний в мгакхиС, 45.65kb.
• Программа вступительных испытаний по дисциплине литература (отделение заочного обучения), 322.48kb.
• Программа вступительных испытаний по литературе Томск 2012, 195.51kb.
• Программа вступительного испытания магистерская программа «Экономическое образование», 1081.25kb.

Министерство образования и науки РФ

Московский государственный областной университет


ПРОГРАММА

ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ

ПО ФИЗИКЕ


Москва

2010

Печатается по решению кафедры общей физики,

ученого совета ФМФ

Московского государственного

областного университета


Автор-составитель: доц. Барабанова Н.Н., доц. Васильчикова Е.Н.


Программа вступительных испытаний по физике. — М.: МГОУ, 2010. - 17 с.


© Барабанова Н.Н.

Васильчикова Е.Н., 2010


©Московский государственный

областной университет


©Издательство МГОУ, 2010


О Б Щ И Е У К А З А Н И Я


Вступительные испытания по физике проводятся при поступлении на физико-математический факультет и факультет технологии и предпринимательства Московского государственного областного университета.

При их проведении основное внимание обращается на понимание абитуриентами сущности физических закономерностей и явлений, физического смысла величин, входящих в ту или иную формулу, а так же на умение решать задачи применительно к материалу, указанному в программе, с соответствующим анализом результатов и выводов, вытекающих из них.

Абитуриент должен знать единицы измерения физических величин, перечисленные в программе, уметь пользоваться при вычислениях СИ, быть осведомленным в вопросах, связанных с историей важнейших открытий и ролью отечественных и зарубежных ученых в развитии физики.

При ответе рекомендуется придерживаться следующего плана:

1. анализ поставленной задачи: необходимо показать понимание физической сущности рассматриваемого явления, процесса, отдельного понятия;
   
2. математическая запись законов, соотношениий между физическими величинами;
   
3. экспериментальные факты, подтверждающие физические законы, или их краткий вывод;
   
4. границы применимости законов, примеры их использования в технике и значение рассматриваемого закона.
   

П Р О Г Р А М М А


Данная программа подготовлена на кафедре общей физики университета в соответствии со стандартной программой для поступающих в высшие учебные заведения.

1. МЕХАНИКА
   

1.1. Кинематика

Механическое движение. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Скорость. Равномерное прямолинейное движение. Ускорение. Равнопеременное прямолинейное движение. Относительность движения. Сложение скоростей. Графическое представление движения. Графики зависимости кинематических величин от времени при равномерном и равнопеременном прямолинейном движении. Свободное падение тел. Ускорение свободного падения.

Криволинейное движение. Равномерное движение по окружности. Угловая скорость. Ускорение при равномерном движении по окружности (центростремительное ускорение). Связь линейных и угловых кинематических характеристик.


1.2. Динамика

Инерция. Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея.

Масса. Сила. Второй закон Ньютона. Сложение сил. Равнодействующая сил. Третий закон Ньютона.

Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Движение тела под действием силы тяжести. Вес тела. Движение искусственных спутников. Первая космическая скорость. Невесомость.

Сила упругости. Закон Гука.

Сила трения. Трение покоя. Трение скольжения. Коэффициент трения. Движение тела с учетом силы трения.

Момент силы. Условия равновесия тел. Центр масс.


1.3. Законы сохранения в механике

Импульс тел. Закон сохранения импульса. Импульс силы. Реактивное движение.

Механическая работа. Мощность. Энергия. Кинетическая энергия. Теорема об изменении кинетической энергии. Потенциальная энергия. Закон сохранения энергии в механике. Коэффициент полезного действия механизмов.


1.4. Жидкости и газы

Давление. Закон Паскаля для жидкостей и газов. Сообщающиеся сосуды. Принцип устройства гидравлического пресса.

Атмосферное давление. Изменение атмосферного давления с высотой. Опыт Торричелли. Нормальное атмосферное давление. Внесистемная единица давления - миллиметр ртутного столба. Ртутный и металлический барометр.

Сила Архимеда для жидкостей и газов. Условия плавания тел.

Движение жидкостей по трубам. Зависимость давления жидкости от скорости ее течения.


2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА


2.1. Основы молекулярно-кинетической теории

Основные положения молекулярно-кинетической теории (МКТ), их опытное обоснование. Масса и размер молекул. Постоянная Авогадро. Броуновское движение. Взаимодействие молекул. Диффузия в твердых телах, жидкостях и газах. Модели газа, жидкости и твердого тела.

Идеальный газ. Основное уравнение МКТ идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температурная шкала. Понятие об абсолютном нуле температур. Измерение скоростей молекул газа.

2.2. Тепловые явления

Уравнения состояния идеального газа (уравнения Клапейрона, Менделеева-Клапейрона). Молярная газовая постоянная (газовая постоянная). Изотермический, изохорный и изобарный процессы. Внутренняя энергия, способы ее изменения. Работа в термодинамике. Количество теплоты. Теплоемкость вещества. Закон сохранения энергии в тепловых процессах (первый закон термодинамики). Применение первого закона термодинамики к изопроцессам. Адиабатный процесс.

Необратимость тепловых процессов. Второй закон термодинамики. Принцип действия тепловых двигателей. Идеальная тепловая машина. Коэффициент полезного действия теплового двигателя и его максимальное значение. Тепловые двигатели и охрана природы.

Плавление. Кристаллизация. Температура плавления кристаллов. Удельная теплота плавления.

Парообразование. Испарение и конденсация. Насыщенные и ненасыщенные пары. Кипение жидкости. Зависимость температуры кипения от давления. Удельная теплота парообразования. Влажность воздуха.

Кристаллические и аморфные тела. Механические свойства твердых тел. Упругие деформации. Абсолютное и относительное удлинение тела. Механическое напряжение. Закон Гука.


3. ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ


3.1. Электростатика

Электризация тел. Электрический заряд. Взаимодействие неподвижных электрических зарядов. Закон Кулона. Закон сохранения заряда. Диэлектрическая проницаемость вещества.

Электрическое поле. Напряженность - силовая характеристика электрического поля. Силовые линии электрического поля. Однородное поле. Электрическое поле точечного заряда. Принцип суперпозиции полей.

Проводники и диэлектрики в электрическом поле.

Работа электрического поля при перемещении заряда. Потенциал - энергетическая характеристика электрического поля. Потенциал поля точечного заряда. Разность потенциалов. Напряжение. Связь разности потенциалов и напряженности однородного электрического поля.

Электроемкость. Конденсаторы. Электроемкость плоского конденсатора. Энергия электрического поля плоского конденсатора.


3.2. Законы постоянного тока

Электрический ток. Сила тока. Условия существования электрического тока. Закон Ома для участка цепи, не содержащего источник тока. Сопротивление проводников. Удельное сопротивление. Последовательное и параллельное соединение проводников. Электродвижущая сила (ЭДС). Закон Ома для полной цепи. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца.

Электрический ток в металлах. Электронная проводимость металлов. Зависимость удельного сопротивления от температуры. Сверхпроводимость.

Электрический ток в жидкостях. Электролиз. Законы Фарадея для электролиза.

Электрический ток в газах. Самостоятельный и несамостоятельный разряды. Понятие о плазме.

Электрический ток в вакууме. Электронная эмиссия. Диод и триод. Электронно-лучевая трубка.

Полупроводники. Сопротивление полупроводников и его зависимость от температуры. Собственная и примесная проводимость полупроводников. p-n-переход.


3.3. Магнитное поле. Электромагнитная индукция

Взаимодействие магнитов. Магнитное взаимодействие токов. Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Линии магнитной индукции. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле (сила Ампера).

Действие магнитного поля на движущийся заряд (сила Лоренца). Магнитные свойства вещества. Магнитная проницаемость.

Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Индуктивность. Энергия магнитного поля.


4. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ


4.1. Механические колебания и волны

Колебания. Виды колебаний. Гармонические колебания. Амплитуда, период, частота и фаза колебаний. Математический маятник. Период колебаний математического маятника. Колебания груза на пружине.

Превращение энергии при гармонических колебаниях. Вынужденные колебания. Резонанс. Понятие об автоколебаниях.

Механические волны. Скорость распространения. Поперечные и продольные волны. Длина волны. Звуковые волны. Скорость звука. Громкость звука и высота тона.


4.2. Электромагнитные колебания и волны

Свободные электромагнитные колебания в идеальном колебательном контуре. Превращение энергии в колебательном контуре. Собственная частота и период колебаний в контуре.

Вынужденные электрические колебания. Переменный электрический ток. Генератор переменного тока. Действующие значения напряжения и силы тока. Активное, емкостное и индуктивное сопротивление. Резонанс в электрической цепи.

Передача электроэнергии. Трансформатор. Коэффициент трансформации.

Электромагнитные волны. Скорость их распространения. Свойства электромагнитных волн. Излучение и прием электромагнитных волн. Изобретение радио А.С. Поповым. Принципы радиосвязи. Амплитудная модуляция и детектирование. Простейший радиоприемник. Шкала электромагнитных волн.


5. ОПТИКА


Свет – электромагнитная волна. Прямолинейное распространение, отражение и преломление света. Законы отражения и преломления света. Показатель преломления. Полное отражение. Предельный угол полного отражения. Построение изображения в плоском зеркале.

Собирающая и рассеивающая линза. Тонкая линза. Построение изображений в собирающих и рассеивающих тонких линзах. Фотоаппарат. Глаз. Очки.

Дисперсия света. Спектр. Спектральный анализ.

Когерентность. Интерференция света и ее применение в технике. Дифракция света. Дифракционная решетка. Поляризация света. Поперечность световых волн.


6. КВАНТОВАЯ ФИЗИКА


Световые кванты. Постоянная Планка. Фотоэффект и его законы. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

Атом. Опыты Резерфорда по рассеянию альфа-частиц. Ядерная модель атома. Квантовые постулаты Бора. Испускание и поглощение света атомом. Непрерывный и линейчатый спектр. Спектральный анализ. Оптический квантовый генератор (лазер).

Состав ядра атома. Изотопы. Энергия связи атомных ядер. Радиоактивность. Альфа-, бета- и гамма-излучение. Методы регистрации ионизирующих излучений. Биологическое действие радиоактивных излучений. Управляемые и неуправляемые ядерные реакции. Ядерный реактор. Термоядерные реакции.


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ


Основной материал программы изложен в учебниках и учебных пособиях 9-11 классах средней школы.

В разделе «Механика» необходимо обратить особое внимание на векторную запись законов, переход от них к скалярным равенствам, связывающим проекции векторов на координатные оси, выбранные в зависимости от условия задачи. Так же необходимо знать уравнения зависимости координат, проекций перемещения, скорости и ускорения от времени для равномерного и равнопеременного прямолинейного движения и уметь графически изображать соответствующие зависимости для различных видов движения.

При использовании законов Ньютона особое внимание надо уделить анализу сил, действующих на рассматриваемое тело. Этот анализ должен включать:

1. происхождение сил (в результате взаимодействия с каким телом возникла данная сила);
   
2. природу сил (тяготение, упругость, трение);
   
3. характер сил (от каких величин и как зависит данная сила).
   

Законы Ньютона удобно сначала записывать в векторной форме, а затем переходить к скалярным равенствам, связывающим проекции ускорения и действующих сил на координатные оси, выбранные исходя из удобства решения задачи.

Следует обратить внимание на формулировку и правильную запись второго закона Ньютона:

,

где - равнодействующая всех сил, действующих на данное тело массой m. Ускорение, приобретаемое телом, сонаправлено с равнодействующей сил:

.

При использовании законов сохранения необходимо проводить анализ замкнутости рассматриваемой системы. Закон сохранения импульса системы тел следует так же вначале записывать в векторном виде, а затем в проекциях на оси координат.

В разделе «Молекулярная физика» необходимо знать свойства идеальных газов и паров, уравнения состояния, газовые законы; уметь ориентироваться в графическом изображении на плоскости всех изопроцессов в различных координатных осях. Законы термодинамики уметь применять к конкретному физическому процессу. Особое внимание следует обратить на различие между понятиями количества теплоты и изменения внутренней энергии. При составлении уравнения теплового баланса обязательно учитывать возможные для данного вещества агрегатные переходы в интервале заданных температур.

В разделе «Электростатика» необходимо знать закон Кулона, определение напряженности, потенциала электрического поля. Следует помнить, что основной задачей электростатики является нахождение направления и численного значения напряженности электрического поля, созданного совокупностью неподвижных точечных электрических зарядов.

Силы кулоновского взаимодействия подчиняются принципу независимости действия сил, что позволяет находить результирующую нескольких кулоновских сил по правилам геометрического сложения векторов. Необходимо уметь рассчитывать электроемкость плоского конденсатора, общую емкость при их параллельном и последовательном соединении. Обратить внимание на такие понятия как работа электростатического поля по переносу заряда, разность потенциалов, энергия электрического поля.

В разделе «Постоянный ток» знать закон Ома для участка, не содержащего источник тока, и полной цепи, формулы расчета сопротивлений при последовательном и параллельном соединении проводников, ЭДС, работу и мощность постоянного тока, закон Джоуля-Ленца и законы электролиза Фарадея.

В разделе «Магнетизм» необходимо уметь объяснять взаимодействие проводников с током, определять направление и величину сил Ампера и Лоренца. Особое внимание обратить на вопрос возникновения электродвижущей силы индукции и ее расчет.

В разделе «Колебания» необходимо знать связь циклической частоты с параметрами колеблющихся систем (таких как математический маятник, пружинный маятник, идеальный электрический колебательный контур). Обратить особое внимание на знание и понимание процессов, происходящих в колебательной системе (изменение кинематических и энергетических параметров при колебательных движениях).

В разделе «Оптика» необходимо четко знать законы отражения и преломления, условие возникновения полного внутреннего отражения. Обратить особое внимание на построение изображений в зеркале и тонких линзах, а также характеристику полученного изображения.

При повторении раздела «Квантовая физика» следует обратить внимание на закономерности фотоэлектрического эффекта, физический смысл уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.

В разделе «Атом и атомное ядро» обратить внимание на следующие вопросы: постулаты Бора, испускание и поглощение света атомом, состав ядра, ядерные реакции, радиоактивность.

При решении задач рекомендуется придерживаться следующей последовательности:

1. краткая запись условия задачи;
   
2. его анализ, где выясняется, какое явление или физический процесс рассматривается в задаче, при необходимости делается рисунок и намечается план решения задачи;
   
3. решение задачи в общем виде. Как правило, на этом этапе составляется замкнутая система уравнений и проводится алгебраическое (без подстановки численных значений) решение задачи;
   
4. полученный результат проверяется по размерностям (при этом все величины должны быть в одной системе единиц);
   
5. численное решение задачи;
   
6. запись окончательного результата и его анализ.
   

При расчетах не следует стремиться получить высокую точность, пользуясь правилами приближенного вычисления.

При подготовке к экзамену, кроме школьных учебников, можно рекомендовать следующую литературу:

1. Ландсберг Г.С. Элементарный учебник физики. М., 2003.
   
2. Яворский Б.М., Селезнев Ю.А. Справочное руководство по физике. М.: Наука, 1998.
   
3. Кошкин Н.И., Васильчикова Е.Н. Элементарная физика: справочник. М., 1996.
   
4. Кабардин О.Ф. Физика: справочные материалы. М.: Просвещение, 2005.
   
5. Бальва О.П. Физика. Справочник. ЕГЭ. М.: Эксмо, 2009.
   

Вопросы для самостоятельной работы

1. Механическое движение. Траектория. Путь и перемещение. Скорость. Равномерное прямолинейное движение.
   
2. Ускорение. Равнопеременное прямолинейное движение.
   
3. Свободное падение тел. Ускорение свободного падения.
   
4. Равномерное движение по окружности. (центростремительное ускорение).
   
5. Законы Ньютона.
   
6. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Движение тела под действием силы тяжести.
   
7. Сила упругости. Закон Гука.
   
8. Импульс тел. Закон сохранения импульса.
   
9. Работа и энергия. Закон сохранения энергии в механике.
   
10. Сила Архимеда для жидкостей и газов. Условия плавания тел.
    
11. Основные положения молекулярно-кинетической теории (МКТ).
    
12. Идеальный газ. Основное уравнение МКТ идеального газа.
    
13. Уравнения состояния идеального газа.
    
14. Изотермический, изохорный и изобарный процессы.
    
15. Закон сохранения энергии в тепловых процессах (первый закон термодинамики).
    
16. Парообразование. Испарение и конденсация. Насыщенные и ненасыщенные пары. Кипение жидкости.
    
17. Взаимодействие неподвижных электрических зарядов. Закон Кулона.
    
18. Электрическое поле. Напряженность - силовая характеристика электрического поля.
    
19. Потенциал - энергетическая характеристика электрического поля.
    
20. Электроемкость. Конденсаторы.
    
21. Закон Ома для участка цепи, не содержащего источник тока.
    
22. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца.
    
23. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле (сила Ампера).
    
24. Действие магнитного поля на движущийся заряд (сила Лоренца).
    
25. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.
    
26. Математический маятник. Период колебаний математического маятника.
    
27. Механические волны. Поперечные и продольные волны. Длина волны.
    
28. Электромагнитные волны. Скорость их распространения.
    
29. Законы отражения и преломления света. Показатель преломления.
    
30. Дисперсия света.
    
31. Интерференция света. Дифракция света.
    
32. Фотоэффект и его законы.
    
33. Ядерная модель атома. Квантовые постулаты Бора.
    
34. Радиоактивность. Альфа-, бета- и гамма-излучение.
    

ПРИМЕРНЫЙ ВАРИАНТ

теста и теоретического вопроса


Выбрать правильный вариант ответа


1.Какая из приведенных ниже формул выражает закон Кулона?

1. _
   
2. _
   
3. Нет правильного ответа.
   

2. Сформулируйте первый закон термодинамики.

1. Закон сохранения и превращения энергии
   
2. В неизолированной термодинамической системе изменение внутренней энергии ΔU равно сумме количества теплоты Q, переданного системе, и работы А внешних сил: ΔU = Q + A
   
3. Нет правильного ответа.
   

3. Какое из представленных выражений является формулой центростремительного (нормального) ускорения?

1), где V – скорость, R - радиус

2) , где F – сила, m - масса

3) Нет правильного ответа.


4. Количество теплоты выражается в виде:

1) A + ∆U , где А - работа, ∆U – изменение внутренней энергии

2) λm, λ – удельная теплота плавления, m - масса

3) Нет правильного ответа.


Теоретический вопрос


Механическое движение. Траектория. Путь и перемещение. Скорость. Равномерное прямолинейное движение.